特許 5964993 摩擦撹拌溶接における使用のための支持器具および裏当て配置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964993

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】摩擦撹拌溶接における使用のための支持器具および裏当て配置

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/12 20060101AFI20160721BHJP

【ＦＩ】

   B23K20/12 340

【請求項の数】15

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-556511(P2014-556511)

(86)(22)【出願日】2012年2月9日

(65)【公表番号】特表2015-511177(P2015-511177A)

(43)【公表日】2015年4月16日

(86)【国際出願番号】SE2012050128

(87)【国際公開番号】WO2013119155

(87)【国際公開日】20130815

【審査請求日】2015年1月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】513076682

【氏名又は名称】エサブ・アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】100071010

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 行造

(74)【代理人】

【識別番号】100118647

【弁理士】

【氏名又は名称】赤松 利昭

(74)【代理人】

【識別番号】100138438

【弁理士】

【氏名又は名称】尾首 亘聰

(74)【代理人】

【識別番号】100138519

【弁理士】

【氏名又は名称】奥谷 雅子

(74)【代理人】

【識別番号】100123892

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 忠雄

(74)【代理人】

【識別番号】100169993

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 千裕

(74)【代理人】

【識別番号】100131082

【弁理士】

【氏名又は名称】小原 正信

(74)【代理人】

【識別番号】100185535

【弁理士】

【氏名又は名称】逢坂 敦

(72)【発明者】

【氏名】パーション、クリスター

【審査官】 水野 治彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１０３０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０８０３３４４３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開平０５−３１８１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２２２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１６０６９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−１５５６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００１／００１５３６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−２３２４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００１／００１５３７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６３６４１９７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２０／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

摩擦撹拌溶接に関連する１つ以上の被加工物を支持様式で圧迫するように意図された支持装置であって、前記支持装置（２０、２０’）は、
−ホルダユニット（３０）と、
−前記ホルダユニット（３０）によって担持される第１の支持車（４０）であって、外周面（４１）を呈し、前記ホルダユニット（３０）に対して第１の回転軸（Ｒ１）を中心として回転されることが可能である、第１の支持車と、
−前記ホルダユニット（３０）によって担持される第２の支持車（５０）であって、外周面（５１）を呈し、前記ホルダユニット（３０）に対して前記第１の回転軸（Ｒ１）と平行な第２の回転軸（Ｒ２）を中心として回転されることが可能である、第２の支持車と、を備え、
前記支持装置（２０、２０’）は、
−ホルダユニット（３０）と接続された支持体（６０）であって、支持車（４０、５０）間に設けられ、そして外側に向けられた支持面（６１）を呈する、支持体（６０）と、
−前記支持車の前記外周面（４１、５１）上を、ループを描いて走り、そして前記支持装置の前記支持面（６１）と摺動接触する無端可撓性金属ベルト（２１）であって、前記支持装置（２０、２０’）は、前記支持車の前記外周面（４１、５１）により、１つ以上の被加工物を圧迫しながら支持を提供するように成形され、前記支持体の前記支持面（６１）が前記金属ベルト（２１）を介して前記被加工物にもたれかかる、無端可撓性金属ベルト（２１）と、を備えることを特徴とする、支持装置。

【請求項2】

前記支持装置（２０、２０’）が、前記第１の支持車（４０）を回転させるように設けられた駆動機構（２２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の支持装置。

【請求項3】

前記駆動機構（２２）が、前記ホルダユニット（３０）によって担持されることを特徴とする、請求項２に記載の支持装置。

【請求項4】

前記駆動機構（２２）が、電気または油圧モータで構成されることを特徴とする、請求項２または３に記載の支持装置。

【請求項5】

−第１の歯車（４３）が前記第１の支持車（４０）と剛体回転様式で接続され、
−第２の歯車（５３）が前記第２の支持車（５０）と剛体回転様式で接続され、
−前記第２の支持車（５０）が、前記第１および第２の歯車（４３、５３）上を、ループを描いて走る駆動鎖または駆動ベルトの形態で、無端可撓性伝動装置（２３）を介して前記第１の支持車（４０）で駆動されることが可能となるように接続されることを特徴とする、請求項２〜４のうちの１つに記載の支持装置。

【請求項6】

前記支持装置（２０、２０’）は、緊張状態を維持するために前記伝動装置（２３）上で活動するように設けられたスプリング負荷緊張装置（２４）を備えることを特徴とする、請求項５に記載の支持装置。

【請求項7】

−前記ホルダユニット（３０）は基部（３１）および基部（３１）に対して枢軸回転するように接続されたホルダ要素（３２）を備え、前記ホルダユニットは前記第１および第２の回転軸（Ｒ１、Ｒ２）と平行な回転軸（Ａ３）を中心とした、前記基部（３１）に対する前記ホルダ要素（３２）の回転により、前記基部（３１）に対するさまざまな回転位置に調整可能であり、
−前記支持車のうちの１つ（５０）は、前記ホルダ要素（３２）において回転するように支持され、
−前記支持装置（２０、２０’）は、前記基部（３１）上での、それに対する望まれる回転位置における前記ホルダ要素（３２）の確実なロックのためのロック装置（３３）を呈することを特徴とする、請求項１〜６のうちの１つに記載の支持装置。

【請求項8】

前記支持体（６０）が、前記ホルダユニットの前記基部（３１）において固定されることを特徴とする、請求項７に記載の支持装置。

【請求項9】

前記支持体（６０）は前記ホルダユニットの前記基部（３１）に対してさまざまな位置において調節可能であり、それにより、前記支持車（４０、５０）に対する前記支持体位置の規制を可能とすることを特徴とする、請求項８に記載の支持装置。

【請求項10】

前記支持体（６０）は前記ホルダユニット（３０）と取り外し可能に接続されることを特徴とする、請求項１〜９のうちの１つに記載の支持装置。

【請求項11】

前記金属ベルト（２１）は鋼鉄製であることを特徴とする、請求項１〜１０のうちの１つに記載の支持装置。

【請求項12】

前記支持車（４０、５０）は、ゴム材料が好ましい、摩擦強化被覆（４２、５２）をその外周面（４１、５１）上に呈し、前記金属ベルト（２１）がこの被覆（４２、５２）を圧迫するように設けられることを特徴とする、請求項１〜１１のうちの１つに記載の支持装置。

【請求項13】

溶接工具によって摩擦撹拌溶接により二つの被加工物間に形成された溶接継ぎ目を支持するための裏当て配置であって、前記裏当て配置（２）は請求項１〜１２のいずれか１つに従う支持装置（２０）を呈し、前記支持装置（２０）は前記支持面（６１）で前記被加工物を圧迫することが維持されることが企図され、前記支持体（６０）は前記溶接工具と反対側に位置付けされた前記支持装置内に含まれ、前記支持体（６１）が押圧力の少なくとも一部が前記溶接工具によって前記被加工物に対してふるわれることを許容、また、前記支持体の前記支持面（６１）を圧迫する前記金属ベルト（２１）が前記溶接継ぎ目のエリアにおいて前記溶接動作中に前記溶接継ぎ目の前記エリアにおける材料が可塑化されることを維持することを可能にすることを特徴とする、裏当て配置。

【請求項14】

−前記裏当て配置（２）は、前記支持装置（２０）を担持するための機械基盤（７０）を備え、
−前記支持装置（２０）は、前記機械基盤（７０）に含まれる担持腕（７１）における前記外端において固定され、
−前記機械基盤（７０）は長尺担持要素（７３）を備え、前記担持腕（７１）は前記担持要素（７３）によって支持され、そして撤収位置と展開された作業位置との間の前記担持要素（７３）に対して枢軸回転されることが可能であることを特徴とする、請求項１３に記載の裏当て配置。

【請求項15】

体（６）および前記体から外側へ伸びるピン（７）を備える溶接工具（５）の補助により、摩擦撹拌溶接によって前記被加工物間に伸びる継ぎ目（１０）に沿って２つの被加工物（３、４）を接合するための方法であって、前記接合工具（５）は、前記溶接動作中は前記継ぎ目を横切り、その間、前記体（６）は前記被加工物（３、４）の前記一方の側に対して押圧され、一方、前記ピン（７）は前記継ぎ目（１０）において回転しながら前進し、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の支持装置（２０）は前記被加工物（３、４）の前記他方の側を圧迫することが維持され、前記支持体（６０）における前記支持面（６１）は、前記溶接工具（５）の反対側に位置付けされて前記支持装置内に含められ、前記支持体（６１）および前記支持体の前記支持面（６１）を圧迫する前記金属ベルト（２１）は、前記押圧力の少なくとも一部が前記被加工物に対して前記溶接工具体（６）によってふるわれることを許容するための、そして材料が前記溶接工具（５）によって形成される前記溶接継ぎ目のエリア内での前記溶接動作中に可塑化されることを維持するための裏当てとして使用される、２つの被加工物（３、４）を接合することを特徴とする、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、摩擦撹拌溶接に関連する１つ以上の被加工物を支持様式で圧迫するために提供された、特許請求項１の前段に従う支持装置、および摩擦撹拌溶接により２つの被加工物間で形成される溶接継ぎ目を支持するための、特許請求項１３の前段に従う裏当て配置、を提供する。本発明はまた、摩擦撹拌溶接を介して、被加工物間の継ぎ目に沿って延びる２つの被加工物を組み合わせるための、特許請求項１５の前段に従う方法を提供する。

【先行技術】

【0002】

摩擦撹拌溶接はよく知られた、そして実証された溶接方法であり、特に、被加工物を組み合わせるため、また被加工物内の割れの補修のために使用されることが可能である。摩擦撹拌溶接の補助により互いに組み合わされる２つの被加工物は、被加工物間の継ぎ目を横切り同時に被加工物に押し付けられる、回転する溶接工具からの摩擦熱によって、その接合線に沿って可塑化され、これらは、溶接動作中に、互いに固定される。溶接工具は、回転体を備え、これは、溶接動作中、被加工物および被加工物との押しつけ活動中に、被加工物間の継ぎ目内で回転しながら、前方に案内される体から外側へ伸びるピンに対して押し付けられる。国際公開第９３／１０９３５ Ａ１号および国際公開第９５／２６２５４ Ａ１号において記述されるように、溶接工具は被加工物よりも固い材料で製造される。溶接工具は、被加工物が静止して置かれた状態で溶接工具を移動させて、または被加工物を、静止様式で置かれた溶接工具に対して移動させることによって、被加工物間の継ぎ目を横切らせることが可能である。

【0003】

摩擦撹拌溶接では、溶接工具は被加工物に対して大きな力で押し付けられなければならず、これにより、それらを十分に摩擦加熱することを可能とし、被加工物間の継ぎ目における被加工物の望ましい可塑化を生じさせる。固定型または撤収可能ピンを有する溶接工具が使用される場合は、溶接工具の反対側で、被加工物の裏側に裏当てが適用されねばならず、これにより、被加工物に対して溶接工具によって与えられる押圧力の少なくとも一部分を許容し、そして溶接継ぎ目のエリアにおける溶接動作中に、材料の可塑化を維持する。平らな被加工物の溶接中は、例えば、被加工物の裏側に対して裏当てを準備することは通常は簡単であり、例えば、被加工物を長尺の梁または作業テーブルの形態の平板な裏当てに対してもたれかからせることによる。摩擦撹拌溶接が、例えば、被加工物の周方向に伸びる継ぎ目に沿って、中空の円筒型被加工物を接合するために使用されるとき、特に、例えば、宇宙船または航空機のための燃料タンク等の比較的小さなアクセス開口を呈する容器を形成するために被加工物が接合される場合には、しかしながら、必要な裏当てを作成することはより問題のあるものとなる。後者のケースでは、例えば、米国特許第６，２４７，６３４ Ｂ１号の例のように、その内側の被加工物に対して緊張を与える取り外し可能、ドーナツ型裏当てを使用することは可能である。しかしながら、そのような裏当ての１つの欠点は、接合される被加工物の寸法に具体的に適合されなければならないことであり、被加工物内の裏当ての設置および除去は困難で、時間がかかるものであり得る。米国特許第６，０７０，７８４ Ａ号においては、代替解決策の記述が与えられており、支持腕によって担持される回転可能裏当てローラがその中の被加工物に適用される。後者の解決策の１つの欠点は、支持ローラは被加工物に対して限定された直線的接触面を示すことであり、良好な品質の溶接が行われるためには、裏当てローラの被加工物の外側に適用される溶接工具に対する正しい位置付けに厳しい要求が行われる。

【0004】

摩擦撹拌溶接の場合、ボビンツールと呼ばれる形態の溶接工具を使用することも重要であり、これは、裏当て片は溶接工具ピンに固定される溶接工具である。このケースでは、裏当て装置は溶接工具と共に接合されることとなる被加工物間の継ぎ目を横切る。例えば、米国特許第６，２３７，８３５ Ｂ１号に記載されるこの解決策は、特に、被加工物の周方向に伸びる継ぎ目に沿って中空の円筒型被加工物を接続するために使用されることが可能である。この解決策に伴う１つの欠点は、しかしながら、溶接のために溶接工具をセットアップするために比較的広範な準備を必要とすることであり、それは、被加工物の内側から、溶接工具ピンのための孔を被加工物内に前もって開けることを含む。さらに、溶接動作が完了した後、被加工物内に孔が残る。別の欠点は、このタイプの摩擦撹拌溶接は溶接プロセスに対して比較的敏感であり、比較的高価な溶接工具の使用を要求する。
本発明の目的

【0005】

本発明の目的は、新しいそして有利な支持装置を生産することであり、これは摩擦撹拌溶接に関連して１つ以上の被加工物を支持様式で押し付けるために提供され、特に、摩擦撹拌溶接によって２つの被加工物間に形成される溶接継ぎ目を支持するために好適に使用される。

【発明の概要】

【0006】

本発明に従い、前記目的は特許請求項１に定義された特徴を呈する支持装置の補助により到達される。

【0007】

本発明固有の支持装置は、
−ホルダユニットと、
−外周面を呈し、ホルダユニットに対して第１の回転軸を中心として回転されることが可能である、ホルダユニットに担持される第１の支持車と、
−外周面を呈し、第１の回転軸に平行な第２の回転軸を中心として前記ホルダユニットに対して回転されることが可能な、ホルダユニットに担持される第２の支持車と、
−支持車間に設けられ、外方向を向いた支持面を呈する、ホルダユニットに接続された支持装置と、
−支持車の外周面上を、ループを描いて伸び、摺動様式で支持装置の外面を押し付ける無端可撓性金属ベルトであって、支持装置は、支持様式で支持車の外周面によって１つ以上の被加工物を押し付けるように成形され、支持装置の支持面は金属ベルトを介して被加工物に対してもたれかかる、無端可撓性金属ベルトと、を備える。

【0008】

２つの支持車と支持装置によって、互いに間隔をおかれた３つの支持点が、本発明固有の支持装置と被加工物との間に備えられ、これは良好な負荷分配を提供する。支持装置の支持面の形状を被加工物の形状に適合させることにより、さらに、比較的大きな圧認可接触面が、支持装置と被加工物との間で取得される。支持装置と被加工物との間に互いの移動が存在する場合は、金属ベルトと被加工物との間の摺動は、支持装置が被加工物に対してどれだけ移動するかに左右されて、金属ベルトが被加工物の上を転がって前進することを許可することにより、避けることが可能である。これにより、支持装置は被加工物を損傷することなく、その表面と支持接触をしながら被加工物を横切ることが可能である。

【0009】

摩擦撹拌溶接によって２つの被加工物間に形成される溶接継ぎ目を支持するために支持装置が使用されたとき、支持装置は、金属ベルトが裏当てとして支持装置の外面を圧迫するように、押圧力の少なくとも一部分が溶接工具の体によって被加工物に対して振るわれることを許容し、そして材料が溶接工具よって形成される溶接継ぎ目のエリア内で溶接動作中に可塑化されることを維持するように機能する。このケースでは、支持装置は、被加工物の反対側にある溶接工具と反対に位置付けされた支持装置の支持面により、被加工物を圧迫するように維持されるように提供される。支持装置の支持面の形状が被加工物の形状に適合されている場合には、支持装置の支持面の上を伸びる金属ベルトの部分は、溶接工具のための比較的大きな能動的裏当て面を備え、そしてこの能動的裏当て面は、被加工物上を摺動することなく、被加工物間の継ぎ目を横切ることが可能である。この裏当て面の両側に設けられた支持車は、被加工物の支持に貢献し、したがって、被加工物が溶接動作中に歪むというリスクは減少される。このケースでは、支持装置は、溶接動作中、溶接工具と反対に位置付けされることが維持される。被加工物が、溶接動作中、静止した溶接工具に対して移動する場合は、支持装置も静止位置に残り、そして溶接工具が静止被加工物に対して移動する場合は、支持装置は溶接工具と同期して移動する。支持装置の支持面の半径を、摩擦撹拌溶接によって接合されることとなる２つの中空、円筒型被加工物の内径に適合させることにより、被加工物の内部上での支持を、これらの被加工物間に形成する円形経路上で伸びる溶接継ぎ目に提供することによく適した支持装置が取得される。

【0010】

本発明の１つの実施形態に従い、支持装置は、第１の支持車が回転することを生じさせるように配置される駆動機構を備える。これにより、支持が隣接する被加工物に対する支持装置の移動が容易化される。

【0011】

本発明の別の実施形態は、
−回転において安定した様式で第１の支持車と接続される第１の歯車と、
−第２の歯車と剛体回転様式で接続された第２の歯車と、
−第２の支持車は、前記第１および第２の歯車の上を、ループを描いて伸びる駆動鎖または駆動ベルトの形態で、無端可撓性伝動装置を介して第１の支持車により駆動されることが可能なように接続されること、を特徴とする。
伝動装置および歯車の補助により、第１および第２の支持車は、全く同一の駆動機構によって回転されることが可能である。

【0012】

本発明の別の実施形態に従い、支持装置は、緊張状態を維持するために、前述の伝動装置上で活動するように設けられたスプリング負荷緊張装置を備える。

【0013】

本発明の別の実施形態は、以下の点を特徴とする。
−ホルダユニットは基部と枢軸様式で接続された基部およびホルダ要素を備え、ホルダ要素は、第１および第２の回転軸に平行な回転軸を中心とする、基部に対するホルダ要素の回転によって、基部に対するさまざまな回転位置において調節可能である。
−支持車の１つは、ホルダ要素において回転するように支持され、
−支持装置は、相対的な望まれる回転位置における基部上のホルダ要素の確実なロックのためのロック装置を呈する。

【0014】

ホルダ要素を基部に対して回転させることにより、ホルダ要素において回転するように位置付けられた支持車の位置を支配することが可能となり、支持装置は、したがって、異なる半径を呈する被加工物を圧迫するように調整されることが可能である。

【0015】

本発明の別の実施形態に従い、支持装置は、ホルダユニットの基部に対するさまざまな位置において調整されることが可能であり、したがって、支持車に対する支持装置の位置の規制を許す。これにより、支持片の現行形状に左右されて、別の可能性が支持装置の調整に対して付与される。

【0016】

本発明の別の実施形態に従えば、支持装置はホルダユニットと取り外し可能に接続される。これにより、必要な場合には、損傷された支持装置は新しい支持装置と置き換えられることが可能である。支持装置からさまざまな形状の支持面に変更することにより、さらに、被加工物の現行形状に左右されて、支持装置を適合させることが可能となる。

【0017】

本発明の別の実施形態に従い、支持車は、ゴム材料が好ましい摩擦強化被覆をその外周面に呈し、金属ベルトがこの被覆を圧迫するように置かれる。これにより、金属ベルトと支持車間により良き粘着が存在し、これにより、スリップの危険性とそれに関連する金属ベルトと支持車の間の摩耗が減少される。

【0018】

本発明に従う支持装置の他の有利な特徴は、従属特許請求項および以下に続く明細書から導出される。

【0019】

本発明は溶接工具で摩擦撹拌溶接によって２つの被加工物の間に形成される溶接継ぎ目を支持するために、特許請求項１３に定義された特徴を開示する裏当て配置、ならびに、摩擦撹拌溶接によって被加工物間に伸びる継ぎ目に沿った２つの被加工物の接合に関する、特許請求項１５に定義された特徴を呈する方法をも提供する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

本発明は、以下に付属図面を参照して、実施形態例の補助により、より詳細に記述される。示されるものは次の通りである。

【0021】

【図1】本発明に従う２つの支持装置を備える、摩擦撹拌溶接のための溶接ステーションの略図。

【図2】本発明の１つの実施形態に従う支持装置の透視図で、支持装置は曲面を呈する被加工物を圧迫するように成形されている。

【図3】図２に従う支持装置の別の側からの透視図。

【図4】図３における円Ｂに従う詳細な拡大。

【図5】図２に従う支持装置の側面図。

【図6】図２の支持装置の平面図。

【図7】図２に従う支持装置の部分的に切り取られた正面図。

【図8】本発明に従う支持装置の側面図で、支持装置は直線的被加工物を圧迫するように成形されている。

【図9】図１に従う溶接ステーションのための裏当て配置の側面略図で、裏当て配置に含まれる担持腕および支持腕は撤収位置で示されている。

【図10】図９に従う裏当て配置に含まれる部品の平面略図で、担持腕および支持腕は撤収位置で示されている。

【図11】図１０に対応する平面略図であるが、担持腕および支持腕は伸ばされた位置で示されている。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は摩擦撹拌溶接のための溶接ステーション１を描き、溶接工具５および裏当て配置２を備える。描かれた溶接ステーション１は、例えば宇宙船または航空機のための、燃料タンクの形成のための円形断面形状を呈する被加工物３、４（図９〜１１も参照）を接合するように成形される。溶接工具５は回転可能体６および体から延びるピン７を呈する従来型形状の摩擦撹拌溶接のための溶接工具である（図５参照）。描かれた例においては、ピン７は体６に固定され、それと一緒に回転する。体６は機械基盤８内で回転するように支持された主軸９と剛体回転様式で接続されている。主軸９は、例えば、電気または油圧モータの形態による機械基盤８内に設けた駆動ユニット（示されていない）の補助で回転する。接合されることとなる２つの被加工物３、４は、固定された緊張工具（示されてはいない）の補助で、溶接動作中に互いに固定されたままとなる。

【0023】

溶接動作中、溶接工具５は曲がった経路上を被加工物３、４の間を伸びる継ぎ目１０を横切り、その間、高速で回転している体６は被加工物３、４の外側を圧迫して、その間同時に、ピン７は被加工物に対する押圧活動において継ぎ目１０内で回転しながら前進させられる。被加工物３、４の外側に対する体６の回転のお蔭で摩擦熱が生成され、これは被加工物の終縁が、ピン７に最も近いエリアで可塑化を引き起こす。描かれた例において、継ぎ目１０は被加工物の周方向のエリアにおいて伸び、継ぎ目は結果として円形経路を伸びるが、これは描かれた被加工物３、４は円形断面形状を呈するからである。

【0024】

描かれた例において、本発明のある実施形態に従い、裏当て配置２は２つの支持装置２０、２０’を備える。これらの支持装置２０の１つ目は、溶接工具５のための裏当てとして使用され、そして溶接工具の回転体６およびピン７の反対側の被加工物３、４を圧迫するように提供され、被加工物３、４に対して溶接工具５により体６を介して振るわれる押圧力の少なくとも一部を許容し、そして材料が溶接継ぎ目のエリアにおける溶接動作中に可塑化されることを維持する。他方の支持装置２０’は、裏当て配置２における支持装置として利用される。

【0025】

それぞれの支持装置２０、２０’は、
−ホルダユニット３０と、
−外周面４１を呈し、ホルダユニット３０に対し、第１の回転軸Ｒ１を中心として回転可能な、ホルダユニット３０によって担持される第１の支持車４０（図１および５参照）と、
−外周面５１を呈し、前記第１の回転軸Ｒ１と平行な第２の回転軸Ｒ２を中心として、ホルダユニット３０に対して回転可能である、ホルダユニット３０によって担持される第２の支持車５０と、
−支持車４０、５０間に設けられ、そして支持面６１を外方向に向けて呈する、ホルダユニット３０と接続された支持体６０と、
−支持車の外周面４１、５１上を、ループを描いて伸び、支持装置の支持面６１と摺動接触する、無端可撓性金属ベルト２１と、を備える。

【0026】

支持装置２０、２０’は支持車の外周面４１、５１で、それらが被加工物３、４を圧迫して支持を提供するように成形され、支持装置の支持面６１は金属ベルト２１を介して被加工物に対してもたれかかる。

【0027】

有利なことに、支持体６０はホルダユニット３０に取り外し可能に接続され、必要な場合には、支持装置を、同一形状の新しい支持装置と、または異なる形状を呈する支持面６１をもつ支持装置と交換することを許す。

【0028】

それぞれの支持車４０、５０は、例えばゴム材料でできた、摩擦強化被覆４２、５２を、その外周面４１、５１上に提供され、金属ベルト２１はこの被覆４２、５２を圧迫するように設けられる。

【0029】

描かれた実施形態では、支持装置２０、２０’は、第１の支持車４０を回転させるように設けられた駆動機構２２を備える。この駆動機構２２はホルダユニット３０に担持され、そして、例えば、電気または油圧モータであることが可能である。

【0030】

描かれた実施形態では、第１の歯車４３（図２および５を参照）は、剛体回転様式で、第１の支持車４０と接続され、一方、第２の歯車５３は、剛体回転様式で、第２の支持車５０と接続される。このケースでは、第２の支持車５０は、前記第１および第２の歯車４３、５３上を、ループを描いて伸び、それらと嵌合される駆動鎖または駆動ベルトの形態で、無端可撓性伝動装置２３を介して、第１の支持車４０で駆動されることが可能なように接続される。スプリング負荷緊張装置２４は、緊張を維持するために、前記伝動装置２３に対して活動するように有利に置かれる。描かれた例においては、緊張装置２４はホルダユニット３０上を移動するようにマウントされたロッド２５に固定され、それによって、スプリング機構２６は緊張装置２４が伝動装置２３に対して下方向に押されることを維持するために、前記ロッド２５に対して活動するように設けられる。

【0031】

この描かれた実施形態では、両方の支持車４０、５０は駆動機構２２の活動によって回転されるように置かれる。代替的に、支持装置２０、２０’は２つの支持車４０、５０間の駆動接続を欠くことも可能で、その結果、第２の支持車５０は駆動機構２２の活動によって回転されることはない。このケースでは、第２の支持車５０は、支持装置が被加工物３、４を横切るとき、金属ベルト２１と支持車の外周面５１との間の摩擦力の活動によって回転する。別の実施形態では、支持装置２０、２０’は駆動機構なしで設計されることも可能であり、その結果、支持車４０、５０のいずれも駆動されない。後者のケースでは、支持車４０、５０は金属ベルト２１と支持車の外周面４１、５１との間の摩擦力の活動によって回転し、そのとき支持装置は被加工物３、４を横切る。

【0032】

描かれた実施形態では、ホルダユニット３０は基部３１および基部３１に対して枢軸回転するように接続されたホルダ要素３２を備え、これは、支持車回転軸Ｒ１、Ｒ２と平行な回転軸Ａ３（図５および７参照）を中心として、基部に対するホルダ要素３２の回転により、基部３１に対してさまざまな回転位置において調整可能である。第１の支持車４０は、基部３１において回転するように支持され、一方、第２の支持車５０は、回転ホルダ要素３２において回転するように支持される。基部３１に対するホルダ要素３２の回転位置を支配することにより、支持車４０、５０間の相互位置を支配することがこのように可能となる。ロック装置３３の補助により、ホルダ要素３２は、相対的に望まれる回転位置において、基部３１に対して確実にロックされることが可能である。描かれた例では、ホルダ要素３２は、基部３１内の貫通穴３５内で回転するように支持される軸３４（図７参照）と剛体回転様式で接続される。このケースでは、ロック装置３３は、ネジ３７の補助により、前記軸３４の一端に固定されたロックプレート３６を呈する。ロックプレート３６は孔３５を取り囲む突起３８を圧迫する。ネジ３７の補助により、ロックプレート３６は望まれる回転位置における基部３１におけるホルダ要素３２の確実なロックのために、回転軸３４に向かって、そして突起３８に反するようにもたらされることが可能である。

【0033】

支持体６０および駆動機構２２は、ホルダユニットの基部３１に固定され、そして保持され、その結果、ホルダユニットの回転する保持要素３２と共に回転されることはできない。支持体６０は基部３１と剛体接続される。有利なことに、支持体６０は、支持車４０、５０に対する支持装置の位置の規制を許可するために、好適な調整装置（示されない）の補助により、ホルダユニットの基部３１に対するさまざまな位置において調整可能である。

【0034】

支持体６０と反対に、金属ベルト２１はいくつかの案内ローラ３９（図３および４を参照）間を走り、これはホルダユニットの基部３１において回転するように支持され、そしてその割当は金属ベルト２１が支持車４０、５０に対して横方向に移動されることを阻止するためである。これらの案内ローラ３９は、このように、金属ベルト２１が支持車４０、５０に対して望まれる位置に維持し、そして金属ベルトが支持車から摺動して外れるのを阻止する。

【0035】

溶接工具５のための裏当てとして使用される支持装置２０は、支持装置の支持面６１で被加工物３、４を圧迫するのを維持され、溶接工具５の反対側に位置付けされ、支持体６０が被加工物３、４に対して溶接工具５によって振るわれる押圧力の少なくとも一部を許容し、そして支持面６１を圧迫する金属ベルト２１の部品は、材料が溶接工具によって形成される溶接継ぎ目のエリアにおける溶接動作中に可塑化されるのを維持するのを許可する。支持面６１および支持面上に伸びる金属ベルト２１の部品は、このように、被加工物３、４の内側上で、図５に図解されるように、溶接工具の回転体６およびピン７により、現在処理されている継ぎ目１０の部分の周囲をカバーする。

【0036】

溶接工具の体６およびピン７のように、金属ベルト２１は被加工物３、４よりも固い材料で製造されるべきである。例えば、金属ベルト２１は鋼鉄で製造されることが可能である。

【0037】

溶接工具ピン７は、溶接動作中は、金属ベルト２１と接触するようになるべきではない。これは、例えば、被加工物３、４間の継ぎ目１０の深さよりもいくらか短いピン７を使用することによって配置されることが可能であり、それにより、溶接動作中は、ピンの外端１１は、図５に描かれるように、金属ベルト２１から短い距離に位置決めされるようになる。

【0038】

図２〜７に描かれる支持装置では、支持体６０は曲面を呈する被加工物に隣接するように成形される。このケースでは、支持装置の支持面６１は曲面とされ、支持車の外周面４１、５１を超えて外側へ伸びるように設けられる。図８は、支持体６０が直線上の被加工物３’に隣接するように成形された、代替実施形態を描く。後者の場合、支持装置の支持面６１は直線であり、支持車の外周面４１、５１と同一レベルとなるように設けられている。

【0039】

裏当て配置２は、裏当て装置２０を担持するための機械基盤７０を呈する。図１、９、１０および１１に描かれる実施形態では、第１の支持装置２０は、機械基盤７０に含まれる担持腕７１によって担持される。ホルダ要素の基部３１により、支持装置２０はこの担持腕７１の外端に固定される。さらに、機械基盤７０は基部７２（図９参照）および基部７２によって支持され、移動可能様式によって接続された長尺担持要素７３を呈する。担持要素７３は基部７２に対し、長手方向に移動されることが可能である。担持腕７１は担持要素７３によって支持され、そして担持要素の正面端において枢軸回転するように固定される。担持腕７１は、担持要素７３に対して、担持腕７１が基本的に担持要素の長手方向に伸びるところの撤収位置（図９および１０を参照）と、担持腕７１が基本的に担持要素の長手方向に対して直角に伸びる展開された動作位置（図１および１１参照）との間で枢軸回転可能である。

【0040】

図１、９、１０および１１に描かれる実施形態では、機械基盤７０は、第２の支持装置２０’を保持する支持腕７４も呈する。支持装置２０’は、ホルダ要素の基部３１を介して、この支持腕７４の外端で固定される。支持腕７４は、担持要素７３によって担持され、担持腕７１の反対側の担持要素の正面端で枢軸回転するように固定される。支持要素７４は、支持腕７４が基本的に担持要素の長手方向に伸びる撤収位置（図９および１０参照）と支持腕７４が基本的に担持要素の長手方向に対して直角に伸びる展開支持位置（図１および１１参照）との間で、担持要素７３に対して枢軸回転可能である。第２の支持装置２０’および支持腕７４は、担持腕７１および担持要素７３の支持に対して貢献するように企図されており、その目的は、それによって溶接動作中に第１の支持装置２０に対して溶接工具体６によって振るわれる押圧力の活動の下で、移動することを阻止することである。必要な場合は、従属支持装置２０’を伴う１つ以上の追加支持腕７４が担持されることが可能であり、そして担持要素７３上で回転するように固定される。担持要素７３が十分に剛性である場合は、支持腕７４および従属支持装置２０’は使用される必要はない。さらに、当然なことに、ここに記述された以外の、支持装置の別のタイプを担持する支持腕７４を使用することは可能である。

【0041】

機械基盤７０は、担持要素７３に対して、担持腕７１および支持腕７４の枢軸回転のための好適タイプの演習装置７５ａ、７５ｂが装備される。描かれた例では、機械基盤は、第１の回転軸Ａ１を中心として担持要素７３に対して担持腕７１が枢軸回転するための油圧シリンダーの形態の第１の演習装置７５ａ、および第２の回転軸Ａ２を中心として担持要素７３に対する支持腕７４の枢軸回転のための油圧シリンダーの形態の第２の演習装置７５ｂを装備する。第１の演習装置７５ａは、担持要素７３、および担持腕７１と間節接続されるピストンロッド７７ａとに間節接続される円筒部７６ａを有し、一方、第２の演習装置７５ｂは、担持要素７３と間節接続される円筒部７６ｂ、および支持腕７４と間節接続されるピストンロッド７７ｂを有する。

【0042】

第１の支持装置２０は、担持腕の長手方向に好都合に移動されることが可能であり、支持体６０および支持車４０、５０から担持要素７３までの距離が調整されることを可能にする。描かれた例では、これは、担持腕の内部７１ｂに対して担持腕の長手方向において入れ子状に移動されることが可能である担持腕７１の外部７１ａによって可能とされる。外部７１ａは、油圧シリンダー（示されない）または何らかの他の好適演習装置の補助により、内部７１ｂに対して移動されることが可能である。

【0043】

対応するやり方では、第２の支持装置２０’は支持腕の長手方向に好適に移動されることが可能であり、支持体６０および支持車４０、５０から担持要素７３までの距離の規制を可能とする。描かれた例では、これは、支持腕の内部７４ｂに対して、支持腕の長手方向における入れ子状の移動が可能である支持腕７４の外部７４ａによって可能とされる。外部７４ａは、油圧シリンダー（示されない）またはいくらかの他の好適演習装置の補助によって、内部７４ｂに対して移動されることが可能である。

【0044】

溶接工具５および第１の支持装置２０は、、これは、溶接工具５および支持装置２０を静止被加工物に沿って互いに同期して移動させ、または、溶接工具５および支持装置２０が静止位置に残る一方で被加工物３、４が移動されることにより、接合されることとなる被加工物３、４の間の継ぎ目１０を横切るように作られている。図１、９、１０および１１に描かれた溶接ステーション１では、溶接工具５および支持装置２０、２０’は、被加工物３、４（示されない）が好適駆動工具の補助で回転される一方、溶接動作中に静止位置に維持されるように意図されている。当然であるが、被加工物３、４はこの回転中は互いに固定位置に維持される。

【0045】

描かれた例では、溶接ステーション１は第１の被加工物３を接合するために使用され、これは容器の終端セクションを形成することが企図されており、第２の被加工物４は容器の円筒部を形成することが企図されている。担持腕７１および支持腕７４は撤収位置にあって、担持要素７３の正面部ならびに担持腕７１、第１の支持装置２０、支持腕７４および第２の支持装置２０’は、図９および１０に描かれるように、第１の被加工物３のアクセス開口１２を介して、被加工物３、４内の空間内へ挿入されることが可能である。空間内への挿入後、担持腕７１および支持腕７４は枢軸回転して展開位置に出、その後、担持腕の外部７１ａおよび支持腕の外部７４ａは移動され、それにより、支持装置２０、２０’の金属ベルト２１は、継ぎ目１０の真上で、被加工物３、４の内側壁を圧迫するようになる。溶接工具体６は、次に、被加工物３、４の外壁および、それらの間の継ぎ目１０の真上で、第１の支持装置の支持体６０の反対の支持面６１に対して押しつけを行い、一方溶接工具ピン７は継ぎ目１０に入ることを許容される。被加工物３、４は、次に、溶接工具５および支持装置２０、２０’に対して低速度で回転し、溶接工具５および支持装置２０、２０’は継ぎ目１０を横切るようになり、一方、溶接体６およびピン７は高速度で回転し、被加工物３、４および溶接工具体６の間の接触面において生成される摩擦熱の活動の下で、被加工物３、４の間の溶接継ぎ目を作成する。摩擦熱による可塑化された材料は継ぎ目１０のエリアにおいて、溶接工具体６および第１の支持装置の金属ベルト２１の活動の下に維持され、そしてその後に固化して被加工物３、４の間に溶接継ぎ目を形成する。溶接動作中は、被加工物３、４は、互いに向き合う被加工物の端縁間の継ぎ目１０、すなわち空隙、は基準以下の溶接が形成されるサイズを超えない形で、固定緊張工具（示されない）の補助により、互いに固定緊張が維持される。

【0046】

当然であるが、本発明はいかなるやり方においても、上に記述された実施形態には限定されず、むしろ、付属請求項に定義される本発明の基本的考えから逸脱することなく、当業者にとっては複数の修正可能性が明白であろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】